産業技術と生産プロセスの継続的な発展、そして特にWTO加盟以降のグローバル市場競争の激化に伴い、機械製造業界やエンジニアリング業界では、鋳造品質、特に鋳造表面品質に対する要求がますます高まっている。鋳造コーティング鋳型キャビティまたはコアの表面に塗布されるコーティングを指し、表面の耐火性、化学的安定性、金属の摩耗に対する耐性、砂の付着に対する耐性などの特性を向上させます。鋳造コーティングは、鋳造品の表面品質と密接に関係しています。Xinda では、その影響について説明します。鋳造コーティング鋳造品の表面品質について、役割と性能の観点から鋳造コーティング。
I. コーティングの役割
1. 鋳造表面における機械的砂付着および化学的砂付着を低減する
鋳型と中子には多くの気孔があります。鋳造および凝固プロセス中に、静圧と動圧の溶融金属が気孔に浸透し、鋳造表面に付着する洗浄困難な金属砂殻を形成します。これは機械的砂付着と呼ばれます。鋳造コーティングを施すことで、鋳型と中子の表面層の砂粒子間の気孔を塞ぎ、溶融金属の浸透経路を遮断し、鋳造品の機械的砂付着を低減できます。鋳造温度以下では、溶融鋼の表面に金属酸化物膜が継続的に生成され、これがシリカ砂と化学反応を起こし、鋳造表面に化学的砂付着を引き起こします。
鋳造コーティング溶融金属を鋳型やコアの表面から隔離し、両者の化学反応を抑制し、鋳造表面への化学的な砂の付着を軽減または除去することができる。
2. 鋳造面における砂の混入と砂の流出を低減する
鋳造工程において、高温の溶融金属は鋳型と中子の表面に強い熱放射効果をもたらします。加熱された鋳型と中子によって発生する熱圧と高温湿潤引張強度は、鋳造品への砂の混入を引き起こします。鋳造コーティングは、鋳型や中子の放射加熱を遅らせることで、砂の混入欠陥の発生を低減または排除することができます。
コーティング一定の結合能力を持つものは、鋳型とコアの表面層の砂粒子間に浸透することができ、それによって鋳型またはコアの表面強度と耐摩耗性を向上させ、鋳造品の砂の流出欠陥を低減します。
3. 鋳造品の表面性能と内部品質を向上させる
コーティングに断熱材や冷却材を添加することで、鋳型キャビティ内の温度分布を改善し、合金の凝固および結晶化プロセスを制御することができ、それによって鋳造表面の低温割れや高温割れの発生を低減できます。コーティングまた、局所的な接種や表面合金化も実現でき、鋳造品の金属組織構造や性能を向上させることができる。
II．コーティングの性能
1. サスペンションの安定性
保管中または使用中は、塗膜の固体粒子が層状化、沈殿、凝集することなく、できるだけ均一に懸濁している必要があり、これにより塗膜性能と塗膜品質の均一性が確保される。
2. ブラッシングのしやすさ
刷毛塗りに適した塗料の性能とは、刷毛を塗料に完全に浸して刷毛塗りする際に、刷毛が滑らかでべたつかず、砂粒が付着しないこと、刷毛塗り後には刷毛跡を残さずに自動的に平滑化され、キャビティの垂直面に塗料の剥落が生じないことである。
3. 透過性
高品質のコーティングは、鋳型とコアの適切な深さまで浸透する性能を備えている必要があります。一般的に、浸透深さは砂粒子の直径の2～3倍であることが求められます。コーティングが砂型細孔に浸透することで、砂粒子間の親和性も向上します。
4. 表面強度
硬化後、外部からの力で引っ掻いたりブラッシングしたりしても、跡が残ったり粉が剥がれたりしない塗膜の能力を、塗膜の表面強度と呼びます。十分な表面強度があれば、取り扱い時、中子設置時、および金型閉鎖時の金型損傷を防ぐことができます。優れた塗膜は、砂付着抵抗性、耐亀裂性、保存性にも優れ、ガス発生量も少ないことが望ましいです。
III．鋳造表面品質に影響を与える鋳造コーティングの原理
1. 空気膜およびカーボン膜による絶縁
グラファイト粉末コーティングは、鋳鉄に使用する際に優れた剥離性を発揮します。鋳造、凝固、冷却の過程で、グラファイトは一酸化炭素ガス膜と光沢のある炭素膜を生成し、溶融金属と鋳型や鋳芯の表面との相互作用を防ぎ、砂の付着を抑制します。廃エンジンオイルとグラファイト粉末を混合して作製したコーティングを湿潤鋳型の表面に噴霧することで、鋳造時の高温によって生成される還元ガス膜と炭素膜の働きにより、極めて滑らかな表面を持つ薄肉鋳鉄を得ることができます。
2. スラグ隔離
鋳造後、コーティング層と鋳造物の界面にスラグ層が形成され、このスラグ層は高粘度で耐火骨材を結合し、溶融金属の浸透を遮断します。スラグ層は、溶融金属中のケイ酸塩と化学反応を起こさず、溶融金属に濡れない、またはほとんど濡れない場合に最も効果を発揮します。冷却中、スラグシェル層の線収縮係数は鋳造金属の線収縮係数と大きく異なり、スラグシェル層と鋳造物の界面に大きなせん断応力が発生し、コーティングシェルの自動剥離につながります。このスラグ層を利用して砂の付着を防ぐ理論は、スラグ隔離理論と呼ばれています。反応性金属と金属酸化物で構成されたコーティングは、熱反応によって新しい耐火酸化物を生成し、溶融金属の浸透を防ぐことができます。
3. 酸化
鋳物が砂に付着するかどうかは、鋳物とコーティング層の間に約 100μm の厚さの酸化鉄層が存在するかどうかに依存します。化学的な砂の付着を防ぐには、酸化物の厚さを増やす必要があります。これが臨界厚さを超えると、コーティングまたは鋳型砂と金属酸化物の焼結層が鋳物から剥がれやすくなります。石灰石砂型で鋼部品を鋳造する場合、CaCO3＝CaO+CO2 という反応が起こり、鋳型キャビティ内に強い酸化雰囲気が発生し、鋼鋳物の表面酸化が促進されるため、石灰石砂は優れた砂付着防止効果を発揮します。
深く関わってきた分野は
鋳造コーティング長年にわたり、
シンダコーティングスXinda Coatingsは常に鋳造品質に重点を置き、様々な鋼鋳物、鉄鋳物、非鉄金属鋳物に適した高品質のコーティング製品を開発してきました。専門の研究開発チームを擁するXinda Coatingsは、配合設計を最適化し、高純度耐火骨材を選定することで、優れた懸濁安定性、刷毛塗り性、浸透性を実現しています。硬化後のコーティングは、高い表面強度と優れた耐亀裂性を持ち、機械的砂付着、化学的砂付着、砂混入などの一般的な欠陥を効果的に除去できます。同時に、断熱、冷却、接種成分を科学的に添加することで、鋳物の表面仕上げと内部の金属組織性能の両方を考慮し、鋳物洗浄コストと不良率を大幅に削減します。樹脂砂やケイ酸ナトリウム砂などの異なる成形プロセス、大型工作機械鋳物や精密薄肉鋳物などの異なるシナリオに関わらず、Xinda Coatingsはカスタマイズされたソリューションを提供できます。安定した製品品質と効率的な使用実績により、企業の鋳造競争力向上、生産コスト削減、各鋳造品の品質管理を専門的に支援し、鋳造企業にとって信頼できるコーティングパートナーとなります。
